Partitions aléatoires et théorie asymptotique des groupes symétriques, des algèbres d'Hecke et des groupes de Chevalley finis

Random partitions and asymptotic theory of symmetric groups, Hecke algebras and finite Chevalley groups

• Auteur / Autrice : Pierre-Loïc Méliot
• Direction : Philippe Biane
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mathématiques
• Date : Soutenance le 17/12/2010
• Etablissement(s) : Paris Est
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, Sciences et Technologies de l'Information et de la Communication (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne ; 2010-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'informatique de l'Institut Gaspard Monge (1997-2009)
• Jury : Président / Présidente : Philippe Bougerol
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Philippe Biane, Ashkan Nikeghbali, Jean-Yves Thibon
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Alexei Borodin, Cédric Lecouvey

Mots clés

Mots clés contrôlés

Groupes, Théorie des -- Symétriques

Représentations de groupes

Partitions (mathématiques)

Mots clés libres

Partitions aléatoires

Théorie des représentations

Groupes symétriques

Groupes linéaires GL (n, Fq)

Random partitions

Representation theory

Symmetric groups

Linear groups GL(n, Fq)

Résumé

Au cours de cette thèse, nous avons étudié des modèles de partitions aléatoires issus de la théorie des représentations des groupes symétriques et des groupes de Chevalley finis classiques, en particulier les groupes GL(n,Fq). Nous avons démontré des résultats de concentration gaussienne pour :- les q-mesures de Plancherel (de type A), qui correspondent à l'action de GL(n,Fq) sur la variété des drapeaux complets de (Fq)^n, et sont liées à la théorie des représentations des algèbres d'Hecke des groupes symétriques.- l'analogue en type B du modèle précédent, correspondant à l'action de Sp(2n,Fq) sur la variété des drapeaux totalement isotropes complets dans (Fq)^2n.- les mesures de Schur-Weyl, qui correspondent aux actions commutantes de GL(N,C) et Sn sur l'espace des n-tenseurs d'un espace vectoriel de dimension N.- et les mesures de Gelfand, qui correspondent à la représentation du groupe symétrique qui est la somme directe sans multiplicité de toutes les représentations irréductibles de Sn.Dans chaque cas, nous avons établi une loi des grands nombres et un théorème central limite tout à fait semblable à la loi des grands nombres de Logan-Shepp-Kerov-Vershik (1977) et au théorème central limite de Kerov (1993) pour les mesures de Plancherel des groupes symétriques.Nos résultats peuvent presque tous être traduits en termes de combinatoire des mots, et d'autre part, les techniques employées sont inspirées des techniques de la théorie des matrices aléatoires. Ainsi, on a calculé pour chaque modèle l'espérance de fonctions polynomiales sur les partitions, qui jouent un rôle tout à fait analogue aux polynômes traciaux en théorie des matrices aléatoires. L'outil principal des preuves est ainsi une algèbre d'observables de diagrammes de Young, qu'on peut aussi interpréter comme algèbre de permutations partielles. Nous avons tenté de généraliser cette construction au cas d'autres groupes et algèbres, et nous avons construit une telle généralisation dans le cas des algèbres d'Hecke des groupes symétriques. Ces constructions rentrent dans le cadre très abstrait des fibrés de semi-groupes par des semi-treillis ; dans le même contexte, on peut formaliser des problèmes combinatoires sur les permutations, par exemple le problème du calcul des nombres de Hurwitz

During this thesis, we have studied models of random partitions stemming from the representation theory of the symmetric groups and the classical finite Chevalley groups, in particular the groups GL(n,Fq). We have shown results of gaussian concentration in the case of:- q-Plancherel measures (of type A), that correspond to the action of GL(n,Fq) on the variety of complete flags of (Fq)^n, and are related to the representation theory of the Hecke algebras of the symmetric groups.- the analogue in type B of the aforementioned model, that corresponds to the action of Sp(2n,Fq) on the variety of complete totally isotropic flags in (Fq)^2n.- Schur-Weyl measures, that correspond to the two commuting actions of GL(N,C) and Sn on the space of n-tensors of a vector space of dimension N.- Gelfand measures, that correspond to the representation of the symmetric group which is the multiplicity-free direct sum of all irreducible representations of Sn.In each case, we have established a law of large numbers and a central limit theorem similar to the law of large numbers of Logan-Shepp-Kerov-Vershik (1977) and to Kerov's central limit theorem (1993) for the Plancherel measures of the symmetric groups. Almost all our results can be restated in terms of combinatorics of words, and besides, the tools of the proofs are inspired by the usual techniques of random matrix theory. Hence, we have computed for each model the expectation of polynomial functions on partitions, that play a role similar to the tracial polynomials in random matrix theory. The principal tool of the proofs is therefore an algebra of observables of diagrams, that can also be interpreted as an algebra of partial permutations. We have tried to generalize this construction to the case of other groups and algebras, and we have constructed such a generalization in the case of the Hecke algebras of the symmetric groups. These constructions belong to the abstract setting of semilattice bundles over semigroups; in the same setting, one can formalize combinatorial problems on permutations, for instance the problem of computing the Hurwitz numbers